इस समस्या में, हमें एक मैट्रिक्स मैट [] [] दिया जाता है। यह बारूदी सुरंगों के साथ एक पथ को परिभाषित करता है जिसे 0 के रूप में चिह्नित किया जाता है। हमारा काम बारूदी सुरंगों के साथ पथ में सबसे छोटा सुरक्षित मार्ग खोजना है।
सुरक्षित रास्ते से गुजरते समय, हमें असुरक्षित होने के कारण बारूदी सुरंग (बाएं, दाएं, ऊपर और नीचे) के आस-पास की कोशिकाओं पर चलने से बचना चाहिए।
पथ को पार करते समय सभी मान्य चालें हैं -
- Left : mat[i][j] => mat[i-1][j] - Right : mat[i][j] => mat[i+1][j] - Top : mat[i][j] => mat[i][j - 1] - Bottom : mat[i][j] => mat[i][j + 1]
समस्या को समझने के लिए एक उदाहरण लेते हैं,
इनपुट
mat[][] = {
{1, 1, 0, 1},
{1, 1, 0, 1},
{1, 1, 1, 1},
{1, 1, 1, 1}
} आउटपुट
length of shortest safe path is 7
स्पष्टीकरण
{
{1, 1, 0, 1},
{1, 1, 0, 1},
{1, 1, 1, 1},
{1, 1, 1, 1}
} समाधान दृष्टिकोण
समस्या का एक सरल समाधान बैकट्रैकिंग का उपयोग करना है। लेकिन समाधान का रास्ता खोजने से पहले, हम उन सभी कोशिकाओं को चिह्नित करेंगे जो अलैंडमाइन से सटे हुए हैं, असुरक्षित कोशिकाओं के रूप में। अब, पहले कॉलम में सेल शुरू करने के लिए, हम प्रत्येक सेल में जाएंगे जो उस स्थिति से सुरक्षित है और फिर जांच करें कि यह एडेस्टिनेशन (अंतिम कॉलम में कोई सेल) की ओर जाता है या नहीं। फिर उन सभी सुरक्षित स्थितियों के लिए जो गंतव्य तक ले जा सकती हैं, गंतव्य तक पहुंचने के लिए सबसे छोटा रास्ता खोजें। यदि संभव हो तो, पथ की वापसी लंबाई
एल्स रिटर्न -1, यह दर्शाता है कि कोई रास्ता नहीं मिला
हमारे समाधान की कार्यप्रणाली को दर्शाने वाला कार्यक्रम,
उदाहरण
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define R 11
#define C 10
int rowNum[] = { -1, 0, 0, 1 };
int colNum[] = { 0, -1, 1, 0 };
bool isSafe(int mat[R][C], int isvisited[R][C], int x, int y){
if (mat[x][y] == 0 || isvisited[x][y])
return false;
return true;
}
bool isValid(int x, int y){
if (x < R && y < C && x >= 0 && y >= 0)
return true;
return false;
}
void unSafeCellsInPath(int mat[R][C]){
for (int i = 0; i < R; i++){
for (int j = 0; j < C; j++){
if (mat[i][j] == 0){
for (int k = 0; k < 4; k++)
if (isValid(i + rowNum[k], j + colNum[k]))
mat[i + rowNum[k]][j + colNum[k]] = -1;
}
}
}
for (int i = 0; i < R; i++) {
for (int j = 0; j < C; j++){
if (mat[i][j] == -1)
mat[i][j] = 0;
}
}
}
void findShortestSafeRouteRec(int mat[R][C], int isvisited[R][C], int i, int j, int &min_dist, int dist){
if (j == C-1){
min_dist = min(dist, min_dist);
return;
}
if (dist > min_dist)
return;
isvisited[i][j] = 1;
for (int k = 0; k < 4; k++){
if (isValid(i + rowNum[k], j + colNum[k]) && isSafe(mat, isvisited, i + rowNum[k], j + colNum[k])){
findShortestSafeRouteRec(mat, isvisited, i + rowNum[k], j + colNum[k], min_dist, dist + 1);
}
}
isvisited[i][j] = 0;
}
int findShortestSafeRoute(int mat[R][C]){
int minSafeDist = INT_MAX;
int isvisited[R][C];
unSafeCellsInPath(mat);
for (int i = 0; i < R; i++) {
if (mat[i][0] == 1) {
memset(isvisited, 0, sizeof isvisited);
findShortestSafeRouteRec(mat, isvisited, i, 0, minSafeDist, 0);
if(minSafeDist == C - 1)
break;
}
}
if (minSafeDist != INT_MAX)
return minSafeDist;
else
return -1;
}
int main() {
int mat[R][C] =
{
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1 },
{ 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }
};
int pathLen = findShortestSafeRoute(mat);
if(pathLen == -1)
cout<<"No Safe Path from source to destination possible!";
else
cout<<"Shortest Safe route Length is "<<pathLen;
return 0;
} आउटपुट
Shortest Safe route Length is 10
वैकल्पिक समाधान
समस्या का एक वैकल्पिक समाधान चौड़ाई पहली खोज का उपयोग कर रहा है। कतार का उपयोग करके, हम पहले कॉलम से अंतिम कॉलम तक का रास्ता खोज लेंगे और फिर पहले कॉलम से आखिरी कॉलम तक के पथ के लिए न्यूनतम दूरी लौटा देंगे।
हमारे समाधान की कार्यप्रणाली को दर्शाने वाला कार्यक्रम,
उदाहरण
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define R 11
#define C 10
int rowNum[] = { -1, 0, 0, 1 };
int colNum[] = { 0, -1, 1, 0 };
struct Key{
int x,y;
Key(int i,int j){ x=i;y=j;};
};
bool isValid(int x, int y) {
if (x < R && y < C && x >= 0 && y >= 0)
return true;
return false;
}
int findShortestSafeRoute(int mat[R][C]){
for (int i = 0; i < R; i++) {
for (int j = 0; j < C; j++) {
if (mat[i][j] == 0) {
for (int k = 0; k < 4; k++)
if (isValid(i + rowNum[k], j + colNum[k]))
mat[i + rowNum[k]][j + colNum[k]] = -1;
}
}
}
for (int i = 0; i < R; i++) {
for (int j = 0; j < C; j++) {
if (mat[i][j] == -1)
mat[i][j] = 0;
}
}
int visited[R][C];
for(int i=0;i<R;i++){
for(int j=0;j<C;j++)
visited[i][j] = -1;
}
queue<Key> distQueue;
for(int i=0;i<R;i++){
if(mat[i][0] == 1){
distQueue.push(Key(i,0));
visited[i][0] = 0;
}
}
while(!distQueue.empty()){
Key k = distQueue.front();
distQueue.pop();
int d = visited[k.x][k.y];
int x = k.x;
int y = k.y;
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int xp = x + rowNum[k];
int yp = y + colNum[k];
if(isValid(xp,yp) && visited[xp][yp] == -1 && mat[xp][yp] == 1){
visited[xp][yp] = d+1;
distQueue.push(Key(xp,yp));
}
}
}
int pathLen = INT_MAX;
for(int i=0;i<R;i++){
if(mat[i][C-1] == 1 && visited[i][C-1] != -1){
pathLen = min(pathLen,visited[i][C-1]);
}
}
if(pathLen == INT_MAX)
return -1;
else
return pathLen;
}
int main() {
int mat[R][C] =
{
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1 },
{ 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1 },
{ 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }
};
int pathLen = findShortestSafeRoute(mat);
if(pathLen == -1)
cout<<"No Safe Path from source to destination possible!";
else
cout<<"Shortest Safe route Length is "<<pathLen;
return 0;
} आउटपुट
Shortest Safe route Length is 10